• 한국항공우주학회지
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• 제35권4호
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• pp.281-286
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• 2007

노즐 목과 출구의 면적비가 1.8인 소형 2차원 초음속 노즐에 대해서 Navier-Stokes 방정식을 수치계산으로 풀었다. 압력비와 노즐 확대부 길이를 변화시킨 경우에 대해서 해석하여 노즐 안과 출구 근처에서 충격파 구조를 살펴보았고 특히 노즐 목 근처에서 발생하는 불규칙한 압력 분포의 특성을 노즐 목 근처의 기하학적 모양에 근거해서 규명하였다. 각각 독립적으로 표준형 노즐에서 압력비를 변화시킨 경우와 압력비를 고정하고 확대부의 노즐 길이를 변화시킨 경우 사이에 서로 유사한 충격파 구조 변화가 관찰되었고 여기에서 한 개의 경사 충격파로 오인될 수 있는 서로 다른 경사 충격파에 의해 만들어지는 수직 충격파도 포착하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3191-3196
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• 2007

The present study addresses a method to operate a fuel-cell system effectively using a recirculation ejector which recycles wasted hydrogen gas. Configuration of a recirculation ejector is changed to investigate the flow behavior through it under varying operating conditions, and how such conditions affect the fuel-cell hydrogen cycle. The numerical simulations are based on a fully implicit finite volume scheme of the axisymmetric, compressible, Reynolds-Averaged, Navier-Stokes equations for hydrogen gas, and are compared with available experimental data for validation. The results show that a hydrogen recirculation ratio is effectively controlled by a configurational alteration within the operational region in which the recirculation passage doesn't plugged by a sonic line.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.207-210
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• 2008

본 논문에서는 램제트 기관의 성능을 결정짓는 공기흡입구를 램제트 엔진의 비행 목적에 맞게 비행 마하속도 4에서 기본설계를 수행하였다. 순항고도 12km, Mach $2{\sim}6$의 넓은 영역에서의 운용을 가능하게 하기 위하여 가변형 공기흡입구의 개념을 도입하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권5호
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• pp.426-437
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• 2007

초음속 흡입구는 설계점에서 안정된 작동을 보이지만 탈설계점에서는 흔히 버즈라고 불리는 공력 불안정성에 직면하게 되고, 결과적으로 현저한 엔진 성능의 저하를 초래하게 된다. 버즈의 일반적인 특성을 파악하기 위해 1단 꺽임각을 갖는 외부 압축식 축대칭 흡입구를 이용하여 실험적, 수치적 연구를 수행하였다. 본 연구를 통해, 흡입구 목에서 박리에 의한 흡입구 질식이 버즈의 주요 원인임을 밝힘으로써 버즈 현상의 메커니즘을 파악하였다. 여러 면적비율에 따라 간헐적 버즈와 연속적 버즈가 관찰되었고 그 천이과정이 파악되었다. 면적비율이 감소할수록 버즈 주파수가 증가하였으나, 각 면적비율에서 흡입구 내 모든 위치의 압력 진동 주파수는 동일한 특성을 갖는다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.334-342
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• 2005

A numerical analysis is performed using two dimensional axisymmetric RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes) equations system on the transition sequence of the Integrated Rocket Ramjet and the unsteady reacting flow-field in a ramjet combustor during unstable combustion. The mode transition of an axisymmetric ramjet is numerically simulated starting from the initial condition of the boost end phase of the entire ramjet. The unsteady reacting flow-field within combustor is computed for varying injection area. In calculation results of the transition, the terminal normal shock is occurred at the downstream of diffuser throat section and no notable combustor pressure oscillation is observed after certain time of the inlet port cover open. For the case of a small injection area at the same equivalence ratio, periodic pressure oscillation in the combustor leads to the terminal shock expulsion from the inlet and hence the buzz instability occurred.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.135-138
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• 2002

High-speed ejection of burnt gases from the resonator cavity is essential for performance optimization of the chemical laser system. Additionally, to maintain the population of lasing species at a level for maximum optical power, the pressure within the cavity must be of order of 10 torr. In the present study, a small-scale ejector was designed and built for parametric study of its performance. High-pressure air was used as a motive gas. Measurements include schlieren visualization and pressure distribution trace near the ejector nozzle and along the diffuser downstream of the ejector. preliminary tests showed performance of the ejector is a function of parameters including mass flow rate and stagnation pressure of the motive gas, ejector nozzle area ratio, throat area of the diffuser downstream of the ejector.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.256-259
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• 2008

Ejector system is a device to transport a low-pressure secondary flow by using a high-pressure primary flow. Ejector system is, in general, composed of a primary nozzle, a mixing section, a casing part for suction of secondary flow and a diffuser. It can induce the secondary flow or affect the secondary chamber pressure by both shear stress and pressure drop which are generated in the primary jet boundary. Ejector system is simple in construction and has no moving parts, so it can not only compress and transport a massive capacity of fluid without trouble, but also has little need for maintenance. Ejectors are widely used in a range of applications such as a turbine-based combined-cycle propulsion system and a high altitude test facility for rocket engine, pressure recovery system, desalination plant and ejector ramjet etc. The primary interest of this study is to set up an applicable model and operating conditions for an ejector in the condition of sonic and subsonic, which can be extended to the hydrogen fuel cell vehicle. Experimental and theoretical investigation on the sonic and subsonic ejectors with a converging-diverging diffuser was carried out. Optimization technique and numerical simulation was adopted for an optimal geometry design and satisfying the required performance at design point of ejector for hydrogen recirculation. Also, some ejectors with a various of nozzle throat and mixing chamber diameter were manufactured precisely and tested for the comparison with the calculation results.

• 한국추진공학회지
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• 제7권3호
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• pp.1-7
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• 2003

본 연구에서는 열적 삭마에 의한 노즐목 면적 증가량을 알아내기 위해 KSR-III로켓의 주엔진인 KL-3 엔진의 노즐목의 형상을 측정하고자 시도하였으며, 기존에 사용하던 3차원 변위 측정기를 이용한 방식의 접근이 곤란함에 따라 영상처리 기법을 도입한 측정 방식을 고안하여 사용하였다. 영상 기반 노즐목 형상 측정 장치는 만족스런 결과를 보였다. 시험결과 분석을 통해서는 삭마의 형상은 분무 형상에 의해 결정된다는 것과, 삭마의 진행이 3개의 구간으로 나누어 설명할 수 있음을 밝혔는데, 노즐목이 원형을 그대로 유지하며 삭마진행이 미미한 구간, 원형에서 벗어나 요철형상이 발달하면서 삭마진행이 가속되는 구간, 요철형상이 이미 정착되어서 요철의 깊이만 증가하되 삭마량은 미미한 구간이다. 또한 60초 연소 후 노즐목 면적 증가율은 +5.82% 정도로 만족할 만한 수준으로 판단한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권12호
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• pp.1702-1710
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• 2001

Supersonic coaxial jets are investigated numerically by using the axisymmetric, Wavier-Stokes equations which are solved using a fully implicit finite volume method. Three different kinds of coaxial nozzles are employed to understand the flow physics involved in the supersonic coaxial jets. Two convergent-divergent supersonic nozzles are designed to have the same Mach number 2.0, and used to compare the coaxial jet flows with those discharging from one constant-area nozzle. The impingement angle of the annular jets are varied. The primary pressure ratio is changed in the range from 2.0 to 10.0 and the assistant jet ratio from 1.0 to 3.0. The results obtained show that the fluctuations of the total pressure and Mach number along the jet axis are much higher in the constant-area nozzle than those in the convergent-divergent nozzles, and the constant-area nozzle lead to higher total pressure losses, compared with the convergent-divergent nozzles. The assistant jets from the annular nozzle affect the coaxial jet flows within the distance less than about ten times the nozzle throat diameter, but beyond it the coaxial jet is conical with self-similar velocity profiles. Increasing both the primary jet pressure ratio and the assistant jet pressure ratio produces a longer coaxial jet core.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권4호
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• pp.392-398
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• 2009

노즐의 팽창 조건에 따라 적용할 수 있는 이론적인 추력을 구하고 구해진 추력식을 이용하여 고체 추진기관의 추력을 조절하는 핀틀 추진기관의 설계변수, 즉 압력지수, 최소 작동압력, 대기압, 소화압력이 추력 조절 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과 압력지수가 클수록, 최소 작동압력이 낮을수록, 대기압이 높을수록, 그리고 소화압력이 높을수록 핀틀로 노즐목 면적 크기를 조금만 조절하여도 낮은 연소관 압력 조절 범위에서 충분히 원하는 추력비를 얻을 수 있음을 확인하였다.